Glocke

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Glocke, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist und bei der die Tonhöhe bestimmt ist und die einen langdauernden Nachhall aufweist.

[0002] Glocken werden seit Jahrhunderten zur Erzeugung von musikalischen Tönen, zur Signalisierung der Zeit oder zur Bekanntgabe eines Ereignisses, sowie in Orchestern, als die Melodie gliederndes Schlag- oder Punktierungsmusikinstrument verwendet. Die Glocken in ihren bekannten Formen dienen tatsächlich als idiophone Musikinstrumente.

[0003] Die Glocke kann als eine dreidimensionale Platte betrachtet werden, die auf Wirkung des Anschlags zweidimensionale Schwingungen ausführt. Im Verlauf der zweidimensionalen Schwingung gestalten sich zwei Knotenliniensysteme, und zwar das System der longitudinalen Knotenlinien und das System der kreisförmigen Knotenlinien.

[0004] Das longitudinale Knotenliniensystem besteht aus sich in vertikalen Ebenen befindenden Knotenlinien, wobei die vertikalen Ebenen die vertikale Längsachse der Glocke (in deren an dem Gehänge frei herabhängender Stellung) enthalten; die Knotenlinien weisen eine den Erzeugenden des Glockenmantels annähernd gleiche Form auf. Die longitudinalen Knotenlinien unterteilen den Glockenmantel in 4 bis 12 Zonen entlang der Peripherie. Von den longitudinalen Knotenlinien weisen die Schwingungen an jener Knotenlinie die größte Amplitude auf, die von dem Schlagmittel, z. B. von dem Glockenschwengel, den Anschlag erhält.

[0005] Das andere, während der Schwingung entstehende Knotenliniensystem besteht aus kreisförmigen Knotenlinien in auf der Längsachse der Glocke senkrechten Ebenen entlang der Längsachse in Abständen voneinander, wobei die Mittelpunkte der kreisförmigen Knotenlinien in der Längsachse liegen.

[0006] An den Stellen der longitudinalen und kreisförmigen Knotenlinien führt der Glockenmantel praktisch keine Schwingungen aus. Die Schwingungsmoden der longitudinalen und kreisförmigen Knotenlinien werden frei kombiniert.

[0007] An der Glocke findet die Schwingung mit der größten Amplitude am unteren Glockenrand, an dem Flansch statt. Der Flansch kann so betrachtet werden, als ob er der freie Rand eines eingespannten Balkens oder einer eingespannten Platte wäre. Die Schwingung, der Ton, gehen von dem Flansch aus. Praktisch führt die ganze Glocke eine Schwingungsbewegung aus, mit der Ausnahme der Einspannungsstelle, die oben in der Mitte liegt.

[0008] Der sich ergebende Ton besteht aus zwei Teilen. Als erster erscheint der Schlagton, der ein einziger kurzer Ton mit fester Tonhöhe und metallischem Klang ist. Als Glockenklang wird der Schlagklang betrachtet. Der Schlagklang hört nach kurzer Zeit auf, das Ausklingen erfolgt äußerst schnell. Der Schlagklang ist das Ergebnis einer Obertonfolge, d.h. deren subjektive Grundstimme. Dem vollkommenen Verschallen des Schlagtones vorangehend ertönt der sogenannte Glockenläutton, der mit dem ausgestafteten Schwingungszustand des Glockenmantels gekennzeichnet werden kann und den Charakter eines mehrstimmigen Klangs aufweist und recht langsam verschallt. Dieser tönende Schall besteht aus mehreren Bestandteilen, so im allgemeinen aus dem Grundton, der Terz, der Quint und der oberen Oktave, von denen der Grundton am längsten tönt; die anderen werden verhältnismäßig schnell schwächer.

[0009] Die beiden Glockenklänge haben zweierlei Töne; wenn der Schlagschall weitgehend metallisch ertönt, was zahlreiche nicht-harmonische Obertöne bedeutet, ist die Tonhöhe unsicher.

[0010] Der tönende Schall ist weicher und leiser. Infolge des allmählichen Verschallens wird der Klang immer klarer, die Töne (Obertöne) verschallen einer nach dem andere; zuletzt ist nur noch der Grundton hörbar.

[0011] Das hier geschilderte Tonbild hängt ausschließlich von der Gestaltungsform des Glokkenmantels ab; es wird weder von der Stärke des Schlags noch von der Zusammensetzung des Glockenmaterials beeinflußt, da von diesen nur die Anzahl und Stärke der Obertöne bestimmt wird.

[0012] An eine Glocke guter Qualität wird die Forderung gestellt, daß die Tonhöhe bestimmt und die Nachhalldauer lang sind. Vom Standpunkt der Herstellung der Glocken besteht die weitere Forderung, daß die Produktion wirtschaftlich und leicht realisierbar ist, wobei hinzukommt, ob man individuelle Stücke oder Serien fertigt. Bei Glocken in der wohlbekannten Gestaltung können die erwähnten Forderungen jedoch nicht gleichzeitig erfülft werden.

[0013] Bei den bekannten Glockentypen stellt die Abstimmung des Grundtons und des Schlagtons eine schwierige Aufgabe dar. Der Hauptgrund dafür besteht darin, daß der Glockenmantel um zwei Knotenliniensysteme schwingt, wobei die beiden Knotenliniensysteme praktisch zueinander senkrecht verlaufen und auf ihre Umgebung eine gegenseitige Wirkung ausüben. Es besteht nicht die Möglichkeit, die Tonzusammensetzung im voraus bestimmen zu können.

[0014] Die Tonhöhe wird hauptsächlich von dem Werkstoff und dem Durchmesser der Glocke bestimmt, wobei das Gewicht der Glocke zu dem Durchmesser proportional ist. Es ist als vorteilhaft zu betrachten, wenn die vorgeschriebene bzw. gewünschte Tonhöhe mit einer Glocke mit möglichst kleinem Durchmesser und möglichst geringem Gewicht erreicht werden kann. Der kleinste Durchmesser und das geringste Gewicht können mit Gold als Werkstoff bei einer gegebenen Tonhöhe erreicht werden, mit einem größeren Durchmesser und Gewicht wird die gewünschte Tonhöhe mit Silber als Grundstoff erreicht. Infolge der hohen Preise können weder Silber, noch Gold als Grundstoffe hergenommen werden.

[0015] Von dem Standpunkt des erreichbaren geringen Gewichtes und eines kleinen Durchmessers können zunächst Bronze aus Cu und Sn, die sogenannte Glockenbronze, danach Messing aus Cu und Zn und eine Kupferlegierung mit Silizium (Cu + Si + Zn) bzw. siliziumhaltige Bronze in Frage kommen. Diese Grundstoffe sind noch immer sehr teuer; ihr hoher Preis kann darauf zurückgeführt werden, daß ihre Verwendung für eine Glocke die höchste Reinheit beansprucht. So werden z. B., wenn einige Hunderstel Prozent Aluminium in die Glockenbronze geraten, die Nachhallzeiten bereits auf ein Drittel verkürzt. Ein weiterer Mangel der Kupferlegierungen besteht darin, daß das Gießen der Glocke eine äußerst lange Zeit erfordert, häufig einige Monate, unabhängig davon, ob das Gewicht der Glocke mehrere Tonnen oder einige Kilo beträgt. Dabei kommt es häufig vor, daß die nach einer so langen Zeit fertig gewordene Glocke nicht den gewünschten Ton gibt.

[0016] Man probierte Glocken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen herzustellen, aber bei den bekannten Glockenkonstruktionen erwiesen sich Aluminium und Aluminiumlegierungen als völlig ungeeignet, da zum Erreichen einer gegebenen Tonhöhe Glocken mit noch größerem Durchmesser und Gewicht erforderlich wären, als bei Verwendung der herkömmlichen Kupferlegierungen.

[0017] Von dem Standpunkt einer langen Nachhalldauer ist von den Kupferlegierungen die Glockenbronze mit der Cu + Sn-Zusammensetzung die günstigste; die sonstigen Kupferlegierungen führen nicht zu dem gewünschten Resultat. Die aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigten Glocken in der bekannten Konstruktion zeigten hinsichtlich der Nachhallzeiten unannehmbare kurze Perioden; auch der Ton war nicht angenehm.

[0018] Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Glockenkonstruktion zu schaffen, die die Anwendung des verhältnismäßig billigen Aluminiums bzw. von Aluminiumlegierungen zu ihrer Herstellung ermöglicht und die als Erfolg Glocken, sei es als Einzelstück oder in Serie, schnell und mit einer bedeutenden Kostenverringerung herzustellen erlaubt. Eine weitere Forderung besteht darin, daß die Glocke leicht und schnell eingestimmt werden und ihre gewünschte Tonhöhe eingestellt werden kann. Desweiteren soll die Nachhallzeit auf einen Wert gebracht werden, der der Nachhallzeit der aus Glockenbronze hergestellten Glocken entspricht bzw. diesen Wert überschreitet.

[0019] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Glocke nach dem Anspruch 1 gelöst.

[0020] Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Glocke sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.

[0021] Aus der DE-C-177 880 ist es zwar bekannt, am Umfang des Glockenmantels verteilte Schlitze in dem Glockenmantel auszubilden. Diese bekannte Glocke weist jedoch keinen in sich geschlossen Glockenrand auf. Vielmehr ergeben sich die Schlitze als Folge der Ausbildung hornförmiger Ansätze am unteren Glockenrand. Zweck der hohlen hornförmigen Ansätze ist es, die Lautstärke des abgestrahlten Glockenschalls zu erhöhen.

[0022] Die erfindungsgemäße Glocke wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels erläutert, das aus der Zeichnung in perspektivischer Darstellung ersichtlich ist.

[0023] Die in der Figur dargestellte Glocke bzw. der Glockenmantel sind in ihrem Umriß in üblicher Weise gestaltet. Zwischen dem Flansch 1 und dem Gehänge 2 der Glocke sind in dem Mantel 3 der Glocke Schlitze 4 ausgebildet, die bei dem hier dargestellten Beispiel eine den longitudinalen Erzeugenden des Glockenmantels folgende Form aufweisen und entlang des Umfangs des Glokkenmantels in Abständen voneinander verteilt ausgebildet sind. Die Breiten der Schlitze können übereinstimmen, können aber auch unterschiedlich sein. Ähnlich können die Umfangsabstände zwischen den Schlitzen 4 gleich oder voneinander verschieden sein. Die Schlitze 4 können an ihren Enden zunächst dem Gehänge 2 an dem gleichen Umfangskreis oder an unterschiedlichen Umfangskreisen beginnen, wobei die unteren Enden ebenfalls bei demselben Umfangskreis oder an unterschiedlichen Umfangskreisen enden können und ein oder mehrere Schlitze 4 auch bis zum Flansch 1 ragen können. Darüberhinaus können die Schlitze 4 - in der Seitenansicht des Glockenmantels - bogenförmig gestaltet sein, wobei die Bogenform einseitig oder beidseitig, in einer Wellenlinie, gekrümmt sein kann. Desweiteren können die Schlitze 4 - wie es aus der Figur ersichtlich ist - aus geraden Strecken bestehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind insgesamt zehn Schlitze 4 am Umfang des Glockenmantels 3 gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei die Breite der Stege des Glockenmantels 3 zwischen den Schlitzen 4 größer als die Schlitzbreite ist.

[0024] Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemä- βen Glocke besteht darin, daß aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen eine Glocke mit guten Klangeigenschaften hergestellt werden kann. Materialpreis und Zeitaufwand für die Herstellung verringern sich bedeutend, wodurch die Produktionskosten ebenfalls geringer sind. Die Arbeitszeit beträgt von der Modellierung bis zum Gießen anstatt einiger Monate nur einige Tage. So können Bestellungen mit kurzer Lieferzeit angenommen werden. Auch Kleinserien werden binnen Kurzem ausgeliefert. Die Tonhöhe kann einfach und mit geringer Abstimmungsarbeit eingestellt werden; die Abstimmung erfolgt schnell und genau. Praktisch stimmt die Nachhallzeit mit jener der aus Glockenbronze hergestellten Glocken überein, kann sogar auf einen höheren Wert eingestellt werden. Ein guter Schlagton und ein guter Schall können mit einer Glocke aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgrund der Spalte mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser und geringem Gewicht erreicht werden.

[0025] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf großdimensionierte und schwere Glocken. Die Konstruktion der erfindungsgemäßen Glocke ergibt günstige Tonparameter und gute Wirtschaftlichkeit auch bei kleindimensionierten und leichten Glocken und Schellen.

Ansprüche

1. Glocke mit einem Glockenmantel (3), der einen Kopfteil, einen den unteren Rand des Glokkenmantels bildenden ringförmigen Anschlagbereich sowie einen sich zwischen dem Kopfteil und dem ringförmigen geschlossenen Anschlagbereich (1) erstreckenden Mittelteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Glockenmaterial Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist und daß im Mittelteil des Glockenmantels mehrere Schlitze (4) über den Umfang des Mantels verteilt vorgesehen sind, die sich jeweils zwischen dem Kopfteil und dem Anschlagbereich erstrecken.

2. Glocke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien der Schlitze (4) in die Längsachse der Glocke enthaltenden Ebenen liegen und aus einem Punkt dieser Ebene betrachtet die Schlitze (4) geradlinig verlaufen.

3. Glocke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (4) oder ein Teil derselben in der Seitenansicht der Glocke bogenförmig verlaufen, wobei die bogenförmigen Schlitze (4) in einer oder in zwei Richtungen gekrümmt sein können.

4. Glocke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze (4) und/oder die Größe des Abstandes zwischen je zwei Schlitze gleich ist.

5. Glocke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bei einem Teil der Schlitze (4) die Schlitzbreite und/oder der Abstand zwischen je zwei Schlitzen voneinander verschieden ist.

6. Glocke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schlitze (4) unterschiedlich ist.

Claims

1. Bell with a bell mantle (3), which comprises a head piece, an annular striking area forming the lower edge of the bell mantle, as well as a middle part extending between the head piece and the annular closed striking area (1), characterised in that the bell material is aluminium or an aluminium alloy and that in the middle part of the bell mantle there are provided several slots (4) evenly distributed over the periphery of the mantle, each of them extending between the head piece and the striking area.

2. Bell according to claim 1, characterised in that the middle lines of the slots (4) lie in planes containing the longitudinal axis of the bell, and when viewed from any point of this plane the slots (4) run in a straight line.

3. Bell according to claim 1, characterised in that the slots (4) or part of them run in a arched line when the bell is viewed from the side, wherein the arched slots (4) can be curved in one or two directions.

4. Beil according to one of claims 1 to 3, characterised in that the widths of the slots (4) and/or the spaces between every two adjacent slots are the same.

5. Bell according to one of claims 1 to 3, characterised in that for at least a part number of the slots (4) the widths of the slots and/or the spaces between two adjacent slots are different.

6. Bell according to one of the claims 1 to 5, characterised in that the slots are of different lengths.

Revendications

1. Cloche munie d'une enveloppe de cloche (3) qui présente une partie haute ou tête de cloche, une zone de percussion annulaire constituant la zone de bord inférieur de l'enveloppe de cloche et une partie intermédiaire qui couvre la surface comprise entre la tête de cloche et la zone de percussion annulaire fermée caractérisée en ce que le matériau constituant la cloche est l'aluminium ou un alliage d'aluminium et en ce que plusieurs entailles ou fentes (4) sont prévues dans la partie intermédiaire de l'enveloppe de cloche réparties à la périphérie de l'enveloppe de cloche et s'étendant chacune entre la tête de cloche et la zone de percussion.

2. Cloche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les lignes médianes des entailles ou fentes (4) sont situées dans le plan passant par l'axe longitudinal de la cloche et en ce que lesdites entailles ou fentes suivent une ligne droite quand on les observe à partir d'un point situé dans ledit plan.

3. Cloche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les entailles ou fentes (4) présentent, quand on regarde la cloche de profil, un tracé qui, sur toute sa longueur ou sur une partie de celle-ci est arqué ou cintré, lesdites entailles ou fentes présentant une courbure selon une ou deux directions.

4. Cloche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la largeur des entailles ou fentes (4) et/ou la distance séparant deux entailles contigües sont identiques.

5. Cloche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins pour une partie des entailles ou fentes (4), leur largeur et/ou la distance séparant deux entailles contigües sont différentes.

6. Cloche selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les longueurs desdites entailles ou fentes (4) sont différentes.

Zeichnung